Lavoisier Antoine Laurent
 
Encyklopedia PWN
Lavoisier
[lawuazjẹ]
Antoine Laurent de Wymowa, ur. 26 VIII 1743, Paryż, zm. 8 V 1794, tamże,
francuski chemik, przyrodnik, rolnik i działacz gospodarczy.
Kalendarium
Urodził się 26 VIII 1743 w Paryżu. Pochodził ze wzbogaconej i uszlachconej rodziny urzędników sądowych. W latach 1761–63 odbywał studia prawnicze i jednocześnie słuchał wykładów z medycyny, fizyki, chemii, mineralogii (towarzyszył J.-É. Guettardowi w wyprawach mających na celu opracowanie mineralogicznej mapy Francji, które kontynuował później samodzielnie). W 1764 został adwokatem przy Najwyższym Sądzie Francji (zwanym parlamentem). W okresie 1765–66 przeprowadził analizy gipsu i wód mineralnych w okolicy Paryża — najlepsze z wód zalecił do zaopatrywania miasta. Rozprawa o gipsie została zauważona i 1768 Lavoisier został adiunktem Akademii Nauk w Paryżu, 1778 — rzeczywistym członkiem Akademii (1785 był jej dyrektorem, a w latach 1791–93 skarbnikiem). W 1768 wykupił udział w spółce dzierżawców podatków, która zasilała skarb królewski, a udziałowcom przynosiła duże dochody. W XII 1771 poślubił czternastoletnią córkę generalnego dzierżawcy podatków, Marię Annę Paulze, kierował jej wykształceniem, w późniejszych latach była jego asystentką, sekretarką, tłumaczką (z angielskiego) oraz ilustratorką jego publikacji.
W 1775 został mianowany jednym z członków Zarządu Prochów i Saletr. W VIII 1776 przeniósł się do Arsenału Królewskiego, gdzie urządził laboratorium wyposażone w zakupione z własnych funduszy wagi i gazometry. Zinwentaryzował krajowe zasoby saletry; poprawił właściwości prochu (zmienił stosunek składników, usunął substancje higroskopijne) i trzykrotnie powiększył jego produkcję; poszukiwał też innych materiałów wybuchowych.
W 1788 Lavoisier został członkiem i przewodniczącym Rady Zarządzającej Kasy Dyskontowej, mającej ogromny wpływ na gospodarkę Francji poprzez regulowanie liczby asygnat będących w obiegu. W 1791 opracował rozprawę, w której po raz pierwszy zastosował metody statystyczne do obliczenia dochodu narodowego stanowiącego podstawę obliczania podatków. W tym samym roku powierzono mu nadzór nad wydatkami związanymi z duchowieństwem, dworem królewskim, sprawami zagranicznymi, drogami i mostami, żandarmerią narodową i akademiami.
Powietrze zdeflogistonowane, flogistonowe i palne
W VIII 1772 Lavoisier rozpoczął w swym laboratorium badania nad zachowaniem się 220 substancji pod wpływem ogrzewania ich światłem słonecznym skupionym dużą soczewką. Na podstawie obserwacji wzrostu ciężaru produktów reakcji wyraził przypuszczenie, że wzrost ten pochodzi od przyłączanego powietrza (oznajmił to w zamkniętym liście złożonym 1 XI 1772 w Akademii Nauk). Po zapoznaniu się z dawniejszymi badaniami nad przemianami, którym towarzyszyło wydzielanie się gazów, uznał, że badania te stanowią oderwane ogniwa łańcucha wymagającego uzupełnienia i powtórnego przemyślenia (wypełnienie tego zadania nazwał rewolucją w chemii). 26 III 1774 doniósł, że część powietrza przyłączająca się do metali w trakcie ogrzewania jest „bardziej czysta” i lepiej nadaje się do oddychania niż powietrze atmosferyczne. W tym samym roku J. Priestley i K.W. Scheele, niezależnie od siebie, ogłosili, że otrzymali przez rozkład minii odmianę powietrza, w którym palenie przebiega gwałtowniej niż w powietrzu atmosferycznym. Lavoisier dzięki jednoczesnym pomiarom (z dokładnością do 0,0012%) przyrostu masy metali ogrzewanych z powietrzem w zamkniętym naczyniu oraz zmian objętości powietrza doszedł do wniosku, że owo „czystsze powietrze”, które przyłącza się do metalu, stanowi co najwyżej 1/5 część zamkniętego powietrza. 5 IX 1777 na posiedzeniu Akademii stwierdził, że owa część powietrza — nazywana przez Priestleya „powietrzem zdeflogistonowanym” — jest substancją prostą, pierwiastkiem, a ponieważ spalone w nim siarka, fosfor i węgiel po rozpuszczeniu w wodzie tworzyły kwasy, zaproponował do dziś używaną nazwę łacińską oxygenium (kwasoród, obecnie tlen). Podobnie, na podstawie doświadczeń wykazał, że pierwiastkami są wykryte przez D. Rutherforda „powietrze flogistonowe” (które, ze względu na tłumienie przez niego życia nazwał z greckiego azotem) oraz wykryte przez H. Cavendisha „powietrze palne” (składnik wody) nazwane przez Lavoisiera hydrogenium (wodór). Lavoisier udowodnił doświadczalnie, że uważane wciąż za substancje proste powietrze, woda i ziemia są substancjami złożonymi.
Obalenie teorii flogistonowej
Lavoisier przeprowadzał dokładne analizy ilościowe produktów spalania różnych substancji nieorganicznych i organicznych, a także produktów fermentacji.
W 1780, razem z fizykiem P.S. de Laplacem, skonstruował kalorymetr lodowy pozwalający mierzyć ilości ciepła wydzielanego podczas reakcji chemicznej, a także podczas oddychania. W 1783 obaj uczeni przedstawili rozprawę o cieple Mémoire sur la Chaleur, w której przedstawili m.in. swe kalorymetry. W latach 1790–93 Lavoisier za ich pomocą badał wpływ różnych czynników na fizjologię oddychania.
W trakcie swoich doświadczeń Lavoisier posługiwał się zawsze, przyjmowaną jako przesłanka, zasadą zachowania masy, stosując ją jednak do poszczególnych pierwiastków. Zasadę tę sformułował (co stworzyło naukowe podstawy analizy ilościowej) dopiero w podręczniku Traité élémentaire de chimie, którego celem miało być pierwotnie tylko przedstawienie (opracowanej ostatecznie 1787 przy współudziale L.B. Guytona de Morveau i C.L. Bertholleta) nowej zasady nazewnictwa chemicznego (zasada ta odrzucała dawne nazwy związków związane z nazwiskami odkrywców lub z miejscem występowania, a tworzyła je od nazw pierwiastków wchodzących w ich skład). Zdanie sobie sprawy z tego, które substancje są pierwiastkami, pozwoliło Lavoisierowi wyjaśnić mechanizm procesu spalania jako łączenie się substancji spalanej z tlenem i wskazać 1777, że koncepcja flogistonu jest zbędna. Ostatecznie zaprzeczył istnieniu flogistonu po zebraniu dalszych dowodów (1785) i 1789 w celu publikowania prac antyflogistycznych założył czasopismo „Annales de Chimie”, ukazujące się do dzisiaj.
Traité élémentaire de chimie
Traktat będący podsumowaniem kilkunastoletnich badań Lavoisiera składa się z przedmowy i trzech części. W przedmowie zawarł Lavoisier definicję pojęcia pierwiastek: „jeżeli... przywiążemy do miana pierwiastków... wyobrażenie ostatniego członu, do którego dociera analiza, wszystkie substancje, których dotychczas żadnymi sposobami nie potrafiliśmy rozłożyć, są dla nas pierwiastkami”. Głosił też zasadę, że nowo wprowadzane pojęcia należy opisywać tylko już znanymi pojęciami.
Opierając się na zasadzie, że część musi ważyć mniej niż całość, Lavoisier udowodnił uprzednio, że pierwiastkiem jest składnik powietrza, który nazwał ‘oxygène’. W II części Traktatu zestawił 27 pierwiastków, w tym metale (po raz pierwszy traktowane jako pierwiastki). Do pierwiastków Lavoisier zaliczył też światło i ciepło (ściślej cieplik), ponieważ wydzielają się one w trakcie wielu reakcji chemicznych.
Dużo uwagi poświęcił związkom tlenu, który uważał błędnie za nośnik właściwości kwasowych. W rozważaniach stosował konsekwentnie nową terminologię chemiczną. Bezwodniki kwasowe (nazywane przez niego ‘kwasami’) złożone z tej samej podstawy, lecz o różnych zawartościach tlenu rozróżniał końcówkami ‘-ique’ i ‘-eux’, którym w języku polskim przez przeszło sto lat odpowiadały końcówki ‘-owy’ i ‘-awy’.
W rozdziale XIII, poświęconym fermentacji winowej, Lavoisier wyprowadził wnioski z doświadczenia na podstawie prawa zachowania masy, traktowanego przez niego jako ogólnie znaną przesłankę, ale do jego sformułowania wprowadził istotną nowość: odniósł je mianowicie nie tylko do całej reagującej masy, lecz również do poszczególnych pierwiastków, dając podstawę do układania równań chemicznych. Wadą opracowania Lavoisiera jest to, że świadome pomija omawianie powinowactwa chemicznego.
Część II składa się z 45 tablic zestawiających możliwe związki chemiczne, wiele jednak z nich to nieistniejące w rzeczywistości domysły autora.
Część III dzieła zawiera opisy urządzeń do pomiarów ciężarów ciał i ich gęstości (brak jednak opisów samych wag), do pomiaru ciężaru i objętości danych ilości powietrza i innych gazów, opis kalorymetrów, opis przyrządów i metod rozdzielania substancji, opis urządzeń do destylacji, do rozkładu wody, przyrządów do spalania różnych substancji, w końcu opis przyrządów do operacji w wysokich temperaturach. Część ta była w owym czasie najpełniejszym opisem metod stosowanych w chemii.
Mimo niektórych niedostatecznie prawdziwych założeń i domysłów Lavoisiera, wynikających z jego pewności siebie oraz z wyrażonego w przedmowie poglądu, że rozumowanie należy popierać doświadczeniem, a doświadczenie korygować rozumowaniem, Traktat Lavoisiera uznany został przez historyków za jedno z dzieł o przełomowym znaczeniu dla chemii. Francuski historyk chemii H. Le Chatelier, napisał 1936: „opublikowanie Traité élémentaire de chimie Lavoisiera w 1789 roku było wydarzeniem o zasadniczym znaczeniu; od tej publikacji rozpoczyna się istnienie chemii jako prawdziwej nauki. Do tego czasu alchemia była wciąż sztuką mętną, zbiorem przepisów farmaceutycznych, dowolnych hipotez o składzie materii i jakościowych obserwacji, niekiedy dokładnych, lecz mało licznych i zanurzonych w gmatwaninie sprzecznych twierdzeń”.
Traktat stał się podstawą rozwoju nowego etapu chemii — chemii klasycznej.
Na rzecz rolnictwa
W 1778 Lavoisier kupił we Freschines, w okolicy Blois (okręg Orleanu), majątek ziemski, w którym prowadził badania wpływu nawożenia na wydajność upraw; rozpowszechnił uprawę brukwi i ziemniaków (dzięki temu okolice Freschines łatwiej znosiły okresy głodu, niż inne tereny Francji). Uznał produkcję rolniczą za podstawę dobrobytu kraju. W 1783 został członkiem Paryskiego Towarzystwa Rolniczego, a 1785 — Komitetu Administracji Rolnictwa (Comité d’Administration de l’Agriculture), przekształconych 1788 na wniosek L. i P.-S. du Pont de Nemoursa w Królewskie Towarzystwo Rolnicze. Założył też kasę kredytową wspomagającą działalność rolniczą.
Lavoisier był zwolennikiem monarchii konstytucyjnej, w tym duchu współpracował z ministrem J. Neckerem i opracował Instrukcje szlachty departamentu Blois dla delegatów do Stanów Generalnych, w których oprócz tez politycznych zawarł tezy ekonomiczne rozwoju rolnictwa we Francji.
Komisja Miar i Wag
W 1790 Akademia Nauk na zlecenie Zgromadzenia Narodowego zorganizowała Komisję Wag i Miar, której celem było wprowadzenie we Francji spójnego układu miar opartego na systemie metrycznym. Lavoisier, jako członek tej Komisji, przygotował pierwotny wzorzec długości (ok. 4 m) pomocny w wyznaczeniu długości jednej czwartej południka paryskiego, której jednodziesięciomilionową część nazwał metrem, dla jednostki powierzchni zaś zaproponował nazwę ar. Wykonał też prowizoryczny wzorzec jednostki ciężaru jako ciężar przyjętego w przybliżeniu 1 dm3 wody w temperaturze topnienia lodu. W tym czasie opracował również projekt organizacji szkolnictwa i kształcenia rzemieślników.
Egzekucja
Lavoisier był ceniony przez współpracowników, ale jednocześnie nielubiany z powodu „wywyższania się”. Lud paryski widział w nim tylko znienawidzonego dzierżawcę podatków, był przy tym jednym z najbogatszych ludzi we Francji (jego dochód z różnych źródeł 1793 wyniósł 121 637 funtów, co odpowiada 14 mln zł). W VIII 1793 władze rewolucyjne zamknęły wszystkie działające we Francji akademie oraz Kasę Dyskontową; 24–28 XI 1793 dzierżawcy podatków zostali aresztowani. Starania o oddzielne traktowanie Lavoisiera, podejmowane przez kierowników instytucji, w których pracował, nie odniosły skutku. Nie ujęli się za nim współpracownicy, choć niektórzy zajmowali wysokie stanowiska we władzach rewolucyjnych. 8 V 1794 odbył się proces i 24 dzierżawców podatków, w tym Lavoisiera i jego teścia, którzy zostali skazani przez Konwent na śmierć. Egzekucję wykonano na Placu Rewolucji w Paryżu.
Ilustracje
Konwent Narodowy, posiedzenie w 1794, podczas którego skazano na śmierć Lavoisiera (z lewej), gwasz P.E.Le Sueura — Musée Carnavalet, Paryżfot. Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN
Lavoisier Antoine Laurent de, kalorymetry Lavoisiera i Laplace’a — rysunki opublikowane w ich rozprawie o cieple fot. Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia